Den kloroxid (III) är en oorganisk förening med den kemiska formeln Cl 2 O 3 . Motsvarar klorsyraanhydrid, HClO 2 . Det är ett mörkbrunt fast ämne, mycket explosivt även vid temperaturer under 0 ° C och dåligt karakteriserat. Det är därför det är föremål för intresse för beräkningsstudier.
Kemiskt är det en kovalent oxid, så det finns Cl-O-bindningar och en diskret Cl 2 O 3 -molekyl (lägre bild). Nämnda molekyl kan antingen bildas genom dehydratisering HCIO 2 , eller genom att utsätta det för fotolys vid låga temperaturer. Den detalj är att den sönderdelas producera Cl 2 , O 2 , eller andra termodynamiskt stabila kloroxider.
Diklortrioxidmolekyl. Källa: Jynto.
Sedan Cl-O-bindningar är dåligt polär, Cl 2 O 3 -molekylen har en liten dipolmoment; därför löses den inte väl i vatten eller interagerar med andra polära lösningsmedel. Dess instabilitet är sådan att den inte är känd för kommersiella eller potentiella användningsområden (och dess användbarhet skulle inte vara livskraftig som ett explosiv).
Det främsta skälet till dess instabilitet kan bero på de elektroniska egenskaperna för den antagna Cl 3+ (förutsatt att det är rent joniskt). Faktum är att dess +1 och +5 oxidationstillstånd är de mest stabila när klor bildar föreningar med syre.
Egenskaper
Eftersom dess karaktärisering är dålig och dåligt dokumenterad, har det inte mycket att säga om dess egenskaper utom följande punkter:
-Den har en molekylmassa på 118,903.
-Det är en fast mörkbrun; även om det kan sublimera gasformigt klor, och avge gulaktiga gröna ångor.
-Det saknar både kok- och smältpunkter, eftersom det exploderar vid 0 ° C (och vid kallare temperaturer också).
-Den löslighet i vatten uppskattas till omkring 3,42 g / 100 ml, vilket bevisar att det är en kovalent molekyl med låg polaritet.
-Reagerar med vatten (det lilla som upplöses) för att bli HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Struktur för kloroxid
Bilden visar den molekylära strukturen hos Cl 2 O 3 med en sfärer och barer modell. Även om det kanske inte visas så vid första anblicken, är de outtalade konsekvenserna av dess länkar och rumsliga arrangemang mer komplicerade än de verkar. Denna struktur motsvarar en av de många möjliga isomererna för denna förening.
De röda sfärerna motsvarar syreatomer och de gröna sfärerna till kloratomer. Klor till vänster har trigonal pyramidgeometri, med ett par fria elektroner; så det kan antas att deras hybridisering måste vara sp 3 . En syreatom fungerar som en bro mellan de två klorinerna, Cl-O-Cl.
isomerer
Vad är de andra isomererna? I teorin beräknas nio, varav fyra är de mest stabila (inklusive den i bilden). De andra tre skulle ha strukturer som:
-ClClO 3 . Mycket lik den förklarade, men med en Cl-Cl-bindning.
-ClOOOCl (1). I denna isomer finns det en brygga med tre syreatomer som separerar de två kloratomer (kom ihåg vinkelgeometrin av H 2 O att visualisera det).
-ClOOOCl (2). Samma syrgasbrygga finns också i denna isomer, förutom att de två kloratomerna försvinner i rymden; det ena motsatt det andra, medan de i ovanstående isomer är avlägsna.
Nomenklatur
Dess namn, kloroxid (III), motsvarar den som tilldelats enligt lagarnomenklaturen. Här antas att klor har ett oxidationstillstånd på +3; men det betyder inte att Cl 3 + -katjonen kan vara närvarande. Det är en molekyl, inte ett nätverk av joner.
Ett annat namn med vilka Cl 2 O 3 är även känt är diklor-trioxid, enligt den systematisk nomenklatur.
Och slutligen, inte så vanligt (trots att det regleras av den traditionella nomenklaturen), finns det namnet kloranhydrid att hänvisa till denna förening. Detta namn beror på det faktum att, såsom redan förklarats, Cl 2 O 3 alstras när HCIO 2 kondenserar, frigöra vatten.
tillämpningar
Eftersom det är en kloroxid, den mest omedelbara användningen som kunde ses för Cl 2 O 3 är som ett oxidationsmedel, som kan neutralisera organiska föroreningar och mikrober. Det är dock mycket instabilt såväl som explosivt, så det anses inte ens vara användbart för detta ändamål.
Det finns säkert ingen information om hur Cl 2 O 3 skulle uppträda under enormt tryck (om det inte exploderar i processen). Under normala förhållanden verkar det vara något annat än en relativt stabil och differentierbar mellanprodukt mellan andra mer stabila kloroxider.
Beräkningsmässigt har det emellertid studerats för att bestämma fria radikala mekanismer som involverar olika klorarter och syre.
referenser
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Diklortrioxid. Återställd från: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Handbok för oorganiska föreningar. (andra upplagan). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Elsevier.
- Kim KH, Han YK och Lee YS (1999). Basuppsättningseffekter på stabiliteten hos Cl2O3-isomererna med användning av B3P86- och B3LYP-metoder för densitetsfunktionsteori. Journal of Molecular Structure THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.